一、什么是redis?

Redis 是一款基于鍵值對（key-value）的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫。與多數(shù)鍵值對數(shù)據(jù)庫不同，其值可由字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）、位圖（Bitmaps）、HyperLogLog、地理信息定位（GEO）等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法構(gòu)成，這使得 Redis 能滿足多樣的應(yīng)用場景。

Redis 的顯著優(yōu)勢在于將所有數(shù)據(jù)存儲于內(nèi)存中，因此讀寫性能極為出色。同時，它支持通過快照（RDB）和日志（AOF）兩種方式將內(nèi)存數(shù)據(jù)持久化到硬盤，確保斷電或機器故障時數(shù)據(jù)不會丟失。此外，Redis 還提供了鍵過期、發(fā)布訂閱、事務(wù)、流水線、Lua 腳本等附加功能，方便應(yīng)對這類場景。

如今，眾多重量級企業(yè)都在使用 Redis。國外如 Twitter、Instagram、Stack Overflow、Github 等；國內(nèi)則有新浪微博（堪稱全球最大的 Redis 使用者）、阿里巴巴、騰訊、搜狐、優(yōu)酷土豆、美團(tuán)、小米、唯品會等。此外，ELK 等諸多開源技術(shù)也將 Redis 作為重要組件，且 Redis 提供的模塊系統(tǒng)支持第三方進(jìn)行功能擴展，進(jìn)一步釋放其潛力。由此可見，熟練使用和運維 Redis 已成為開發(fā)與運維人員的必備技能。

二、 Redis特性的簡單認(rèn)識

Redis得到了眾多公司的青睞，必有其過人之處，下面是關(guān)于Redis的8個重要特性。

1. 速度快

相較于MySQL這類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，Redis的訪問速度要快很多，其原因大致可以分為以下四點：

1. 內(nèi)存讀寫天然快：Redis的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，內(nèi)存訪問速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于硬盤，這也是Redis速度快的主要原因。（下圖是Google列出的各種硬件執(zhí)行速度，供參考）
2. 單線程優(yōu)勢：Redis使用單線程模型，避免了線程切換和多線程加鎖競爭導(dǎo)致的性能損失

Redis 6.0 引入了多線程機制，但主要用于網(wǎng)絡(luò)IO場景，Redis的核心執(zhí)行的執(zhí)行依舊保持單線程模型

3. 高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：Redis采用了各種高效率的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字符串（String)、哈希表（Hash)、有序集合(ZSet)、這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作復(fù)雜度多為 O ( 1 ) 或者 O ( l o g N ) O(1) 或者 O(logN) O(1)或者O(logN) ，確保指令執(zhí)行高效。
4. I/O多路復(fù)用技術(shù):采用I/O多路復(fù)用技術(shù)，確保單線程也能高效應(yīng)對大量客戶端請求

各層級硬件執(zhí)行速度：

2. 基于鍵值對

Redis是基于鍵值對的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（NoSQL），所謂鍵值對就像C++的map，Python的dict等，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢就是插入數(shù)據(jù)和查詢數(shù)據(jù)更加高效。值得一提的是，Redis的值支持豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：字符串、哈希表、列表、集合、有序集合、位圖、HyperLogLog甚至在Redis3.2加入了地理位置相關(guān)功能。這些豐富的數(shù)據(jù)庫能幫助開發(fā)者開發(fā)應(yīng)對各類場景的應(yīng)用。

3. 豐富的功能

• 鍵過期功能：到達(dá)一定時間自動刪除鍵值對，用于實現(xiàn)緩存
• 發(fā)布訂閱功能：可用于實現(xiàn)消息系統(tǒng)
• Lua腳本：可用Lua腳本執(zhí)行Redis命令
• 簡單事務(wù)功能：
• 流水線（Pipeine）: 使得客戶端能將一批命令一次傳到Redis，減少了網(wǎng)絡(luò)的開銷

4. 簡單穩(wěn)定

• Redis源碼量少：早期甚至只有兩萬行，Redis3.0引入集群特性后增至5萬行左右，相對于其他數(shù)據(jù)庫來說代碼量少很多。
• Redis采用單線程模型
• Redis不依賴操作系統(tǒng)的各種類庫，自己實現(xiàn)事件處理相關(guān)功能。

5. 客戶端支持多種編程語言：

Redis提供了簡單的TCP通信協(xié)議：很多編程語言都可以方便的接入Redis，且由于Redis收到廣泛認(rèn)可，主流語言都已經(jīng)有開發(fā)者實現(xiàn)了良好的Redis支持，如C、C++、Java、PHP、Python、JS

6. 持久化

前面提到，Redis數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，這保證了訪問速度很快，但是不夠安全。一旦發(fā)生斷電或者機器故障，重要的數(shù)據(jù)就可能會丟失。因此，Redis提供兩種持久化策略：RDB和AOF，可將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存到硬盤中。后續(xù)我將對Redis持久化策略詳細(xì)說明。

7. 主從復(fù)制（Replication)

主從復(fù)制功能是分布式架構(gòu)的基礎(chǔ)。這一功能也將在后續(xù)博文中進(jìn)行演示。

8. 高可用（High Availability）和分布式（Distributed）

Redis 提供了高可用實現(xiàn)的 Redis 哨兵，能夠保證Redis節(jié)點故障檢測和故障自動轉(zhuǎn)移。也提供了 Reids 集群，這是真正的分布式實現(xiàn)。

三、Redis使用場景

1. Redis可以做什么？

Redis官網(wǎng)給出了三個方向：數(shù)據(jù)庫、緩存和消息隊列

數(shù)據(jù)庫

大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)庫考慮的是容量大，但也有一些高性能的場景考慮的是“速度快“，這是就可以直接采用Redis做數(shù)據(jù)庫

緩存

這是Redis最廣泛使用的場景。對于各類大型網(wǎng)站或者應(yīng)用程序，往往是少量的數(shù)據(jù)能滿足大量的用戶使用場景。因此，這類網(wǎng)站采用的方式都是用 MySQL 等數(shù)據(jù)庫存儲全量完整數(shù)據(jù)，用Redis從數(shù)據(jù)庫中加載少量核心數(shù)據(jù)作為緩存，這樣的設(shè)計提升了用戶訪問數(shù)據(jù)的速度，也有效降低了后端的壓力。

消息隊列

Redis的開發(fā)者最早開發(fā)它就是為了將其作為消息隊列進(jìn)行使用的。但如今，在消息隊列方面，我們有很多更優(yōu)的選擇，因此，Redis做消息隊列的場景很少出現(xiàn)了。

2. Redis不宜做什么？

和所有技術(shù)一樣，Redis也有其適用場景與邊界，并非萬能解決方案。它既能高效解決特定問題，也存在不適合的應(yīng)用場景，這一點可從數(shù)據(jù)規(guī)模與數(shù)據(jù)冷熱兩個維度來分析。

從數(shù)據(jù)規(guī)模來看，數(shù)據(jù)可分為大規(guī)模數(shù)據(jù)與小規(guī)模數(shù)據(jù)。由于Redis的數(shù)據(jù)存儲依賴內(nèi)存，盡管如今內(nèi)存成本已大幅下降，但面對超大規(guī)模數(shù)據(jù)——例如每天數(shù)億條的用戶行為數(shù)據(jù)——若用Redis存儲，成本會高得難以承受，堪稱一個“無底洞”。

從數(shù)據(jù)冷熱屬性來看，數(shù)據(jù)有熱數(shù)據(jù)與冷數(shù)據(jù)之分。熱數(shù)據(jù)指需要頻繁操作的數(shù)據(jù)，冷數(shù)據(jù)則反之。以視頻網(wǎng)站為例，視頻基本信息在各業(yè)務(wù)線中常被調(diào)用，屬于熱數(shù)據(jù)；而用戶的觀看記錄未必會被頻繁訪問，可歸為冷數(shù)據(jù)。暫且不考慮兩者在數(shù)據(jù)規(guī)模上的差異，僅從數(shù)據(jù)冷熱角度而言，將冷數(shù)據(jù)存于Redis無疑是對內(nèi)存的浪費，而把熱數(shù)據(jù)放入Redis，既能加速讀寫操作，又能減輕后端存儲的負(fù)載，可謂事半功倍。

因此，Redis并非“萬金油”。相信隨著對Redis的深入學(xué)習(xí)，我們會更清晰地把握它真正的適用場景。

四、Redis重大版本

Redis版本發(fā)布

• Redis 2.6 ：2012年發(fā)布，支持服務(wù)端Lua腳本，鍵過期時間精確到毫秒，從節(jié)點新增只讀功能。

• Redis 2.8 ：2013年發(fā)布，優(yōu)化主從復(fù)制的PSYNC機制，支持通過config set配置maxclients，新增config rewrite命令。
• Redis 3.0 ：2015年發(fā)布，推出官方分布式方案Redis Cluster，優(yōu)化小對象內(nèi)存訪問，新增client pause命令。
• Redis 3.2 ：2016年發(fā)布，添加GEO地理信息處理功能，引入List新編碼類型quicklist，新增hstrlen命令。
• Redis 4.0 ：2017年發(fā)布，引入模塊系統(tǒng)，優(yōu)化主從復(fù)制為PSYNC2.0，新增LFU緩存淘汰算法，支持非阻塞del/flush命令。
• Redis 5.0 ：2018年發(fā)布，新增流數(shù)據(jù)類型（Stream），升級Redis模塊API，RDB文件包含LFU/LRU信息。
• Redis 6.0 ：2020年發(fā)布，支持多線程IO，優(yōu)化模塊API，改進(jìn)過期鍵處理機制，新增SSL支持。
• Redis 7.0 ：2022年發(fā)布，新增Function自定義函數(shù)庫，支持Client-Eviction機制、Sharded-Pub/Sub，提供命令執(zhí)行耗時直方圖。

五、Ubuntu 安裝 Redis 6

相較于Redis 7， Redis 6 已經(jīng)具備了大部分功能，且更容易安裝。

Redis官方不支持Windows系統(tǒng)，因為Redis的特性與Linux息息相關(guān)。又由于Redis的優(yōu)秀特性，微軟的開源技術(shù)組也維護(hù)了一個 Redis 的windows版本分支，不過仍然建議在Linux上學(xué)習(xí)使用Redis。

1. 更新apt軟件源

sudo apt update

2. 安裝 Redis

sudo apt install redis

3. 修改配置文件支持遠(yuǎn)程連接

修改 /etc/redis/redis.conf (注意需要sudo權(quán)限)

• 修改 bind 127.0.0.1 為 bind 0.0.0.0
• 修改protected-mode yes 為 protected-mode no

  

4. 重啟redis服務(wù)

sudo service redis-server restart

5. 檢驗redis狀態(tài)

1. 通過netstat命令

netstat -anp | grep redis

2. 啟動redis客戶端

redis-cli

啟動完成后輸入ping，若返回pong，則redis連接正常

使用ctrl + d 退出客戶端。

到此這篇關(guān)于初始Redis概念、特性、使用場景、安裝教程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)redis安裝使用內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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